核心素養(yǎng)視域下高中生物項目化學習的探索

在信息化時代，傳統(tǒng)的教學模式已不能滿足學生全面發(fā)展的需要。作為一種創(chuàng)新的教學模式，項目化學習能夠將理論知識與實際問題相結合，促進學生的主動學習和深度理解。本文旨在通過探索核心素養(yǎng)視域下高中生物項目化學習的實踐路徑，為生物教學提供新思路，推動教學質量的全面提升。

一、指向生命觀念，選擇項目化學習主題

（一）生態(tài)保護與發(fā)展：優(yōu)化方案設計

在核心素養(yǎng)框架下，高中生物課程強調學生生命觀念的培養(yǎng)，著重引導學生認識生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展的重要性。通過項目化學習，學生不僅能夠深入理解生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能，還能學會設計與實施生態(tài)優(yōu)化方案的方法。

例如，在教學“生態(tài)系統(tǒng)”章節(jié)時，教師設計了一個名為“校園生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化方案設計”的項目。該項目旨在讓學生通過實踐體驗生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)他們的生命觀念。教師先引導學生回顧生態(tài)系統(tǒng)的基本概念和原理，然后組織學生走出教室，對校園內的生態(tài)系統(tǒng)進行實地考察。學生發(fā)現，校園內的小池塘水質較差，且周邊植被稀疏，影響了生態(tài)平衡。針對這些問題，各小組開始設計優(yōu)化方案：有的小組提議增加水生植物并投放適量魚苗以改善水質；有的小組則建議加強周邊綠化，種植具有污染物吸收能力的植物。在教師的指導下，學生還學習了方案效果評估方法，以及如何根據評估結果進行必要調整。最終，部分方案得以實施，校園生態(tài)系統(tǒng)狀況得到改善，學生也深刻認識到生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展的重要性。該項目不僅深化了學生對生態(tài)系統(tǒng)的理解，還激發(fā)了其參與生態(tài)保護的熱情[1]

（二）健康與疾病防控：生活習慣調整

在高中生物課程中，健康與疾病防控是培養(yǎng)學生良好生活習慣的重要主題。通過項目化學習，學生能夠更深入地理解人體健康與疾病的關聯(lián)，提升健康意識。這種學習方式有助于學生實現從理論到實踐的轉化，培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)。

例如，在“基因的表達”一課中，教師設計了一個名為“基因表達與生活方式的奧秘”的探究項目。該項目旨在讓學生認識到基因并非決定生命的唯一因素，其表達模式與生活方式密切相關。教師引導學生深入探究基因表達調控的復雜性，特別是環(huán)境因素如何通過影響基因表達來調控生理功能。在此基礎上，學生分組進行案例分析，了解不同生活習慣是如何調節(jié)基因表達，進而對健康產生積極或消極影響的。例如，一組學生研究了運動對基因表達的影響，他們通過查閱資料發(fā)現，規(guī)律運動能夠激活一系列與代謝、免疫功能相關基因的表達，從而增強免疫力。為了促進學生實現理論知識向實際行動的轉化，教師還鼓勵他們制定個性化健康計劃，以優(yōu)化生活習慣，預防疾病。學生在計劃中詳細規(guī)劃了飲食、運動、作息等方面的改進措施，并設定了可實現的短期目標。在項目實施過程中，學生不僅鞏固了對基因表達調控機制的理解，還掌握了運用生物學知識來指導自身生活方式的能力。

（三）生命起源與演化：進化規(guī)律分析

在核心素養(yǎng)理念的引領下，高中生物課程應深入剖析生命起源與演化的奧秘，幫助學生理解生物多樣性的形成機制，掌握進化規(guī)律，從而提升他們對生命科學的興趣，為他們未來的生命科學探索奠定基礎。

例如，在“現代生物進化理論的主要內容”一課中，教師設計了一項名為“進化小劇場”的活動，通過角色扮演與情景模擬，讓學生親歷生物進化過程，深入理解進化規(guī)律。教師先引導學生回顧現代生物進化理論的核心觀點，包括自然選擇、遺傳變異、物種形成等。隨后，讓學生分組進行角色扮演，扮演不同生態(tài)環(huán)境中的生物種群，如熱帶雨林中的鳥類、草原上的哺乳動物等。在情景模擬中，學生生動展現了不同生物種群在面對環(huán)境變化時，如何通過遺傳變異和自然選擇實現適應性進化，并演化出獨特的生存策略。例如，一組學生模擬了鳥喙的演化一鳥類通過改變喙的形狀與大小來適應不同食物源，說明了自然選擇在生物進化中的重要作用。在“進化小劇場”中，學生需要在展現生物進化過程的同時，深入探討進化規(guī)律背后的科學原理。該活動不僅深化了學生對現代生物進化理論的理解，還激發(fā)了其探索生命奧秘的熱情，培養(yǎng)了其團隊合作能力[2]。

二、指向科學探究，拓展項目化學習資源

（一）數字資源：多元信息處理

在科學探究與項目化學習的融合過程中，數字資源扮演著至關重要的角色。數字資源不僅為學習者提供豐富多樣的信息來源，還支持學習者高效地獲取、處理、分析和應用信息，從而深化對科學知識的理解。數字資源的易獲取性和強互動性，極大地拓展了項目化學習的邊界，促進了學習方式的創(chuàng)新。

例如，在“細胞呼吸的原理和應用”的教學中，教師依托數字資源設計了一場名為“細胞呼吸探秘”的項目化學習活動。教師先讓學生在在線課程平臺上觀看細胞呼吸過程的3D動畫。該動畫詳細展現了糖解作用、檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化等關鍵步驟，使學生對細胞呼吸全過程有了直觀、深刻的認識。隨后，教師指導學生利用虛擬實驗室軟件模擬不同條件下的細胞呼吸實驗。通過觀察實驗現象與分析數據變化，學生深入探究溫度、氧氣濃度等因素對細胞呼吸速率的影響。此外，教師還推薦了關于細胞呼吸應用的科普文章與視頻，如酵母菌發(fā)酵、植物光合作用與呼吸作用的關系等，供學生進行拓展閱讀與學習，鞏固所學知識。在整個項目化學習過程中，學生掌握了細胞呼吸的基本原理，提升了運用數字資源輔助科學探究的能力，并通過交流心得、分享成果，形成了良好的協(xié)作學習氛圍。

（二）文獻資源：案例報告研習

有效利用文獻資源是學生提升科學探究能力的重要途徑。通過研習案例報告，學生能夠深入了解生物學知識的實際應用，從而增強科學探究意識。文獻資源的引入不僅豐富了教學內容，還為學生搭建了理論與實踐結合的橋梁。

例如，在講解“免疫調節(jié)”這一知識點時，為讓學生深入理解免疫系統(tǒng)的復雜機制與功能多樣性，教師引導學生基于文獻資源開展項目化學習。教師精選了多篇關于免疫調節(jié)機制的科研論文與案例報告，涵蓋自身免疫性疾病研究、疫苗研發(fā)進展等領域，供學生分組研讀。在研讀過程中，學生系統(tǒng)學習了免疫系統(tǒng)的結構與功能，深入探究了免疫調節(jié)的分子機制及其臨床應用；同時，通過制作PPT、撰寫讀書筆記和參與小組討論等方式展示學習成果。例如，某小組研讀了一篇關于新冠疫苗研發(fā)的案例報告。該報告詳細闡述了疫苗通過激活免疫系統(tǒng)來預防新冠病毒感染的機制。學生在閱讀中不僅深化了對疫苗作用原理的理解，也提升了對疫苗接種重要性的認識。在整個項目化學習過程中，學生提升了文獻檢索與篩選能力，掌握了整理與分析科研數據的方法，并能將理論知識應用于實際問題。此外，通過研讀文獻資源和案例報告，學生拓展了知識視野，有效培養(yǎng)了科學思維能力。

（三）實踐資源：實驗數據獲取

在科學探究過程中，實踐資源是獲取實驗數據、驗證科學假設的關鍵依托。實踐資源可為學生提供動手操作的機會，幫助他們將理論知識轉化為實踐技能，從而深化他們對科學原理的理解。對于生物學這類以實驗為基礎的學科而言，實踐資源不可或缺，能引導學生在實踐中發(fā)現問題、解決問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

以“光合作用的原理和應用”的教學為例，為幫助學生深入理解光合作用的復雜機制及其實際應用，教師設計了一系列實驗活動。在名為“光合作用速率影響因素探究”的實驗中，教師帶領學生走進學校溫室，利用溫室內的各種植物和光合作用測定儀進行實踐操作，觀察和記錄不同光照強度、二氧化碳濃度下植物的光合作用速率。在實驗過程中，學生需掌握光合作用測定儀的正確使用方法和數據分析方法。通過對比不同條件下的實驗數據，學生發(fā)現光照強度與二氧化碳濃度對光合作用速率具有顯著影響，這一發(fā)現讓他們對光合作用機制有了更深刻的認識。此外，學生還結合生活實際，探討了提高光合作用效率的方法，如合理密植、適時通風等，充分體現了科學探究與實際應用的緊密結合。

三、聚焦科學思維，優(yōu)化項目化學習策略

（一）問題導向：指引歸納與概括

在科學探索的廣闊天地中，問題導向如同燈塔，指引學生在知識的海洋中航行。問題導向教學策略能優(yōu)化項目化學習的流程，培養(yǎng)學生的科學思維，使他們在解決問題的過程中學會歸納與概括，深化對科學原理的理解，進而形成系統(tǒng)的知識體系。

例如，在“細胞呼吸的原理和應用”的教學中，教師采用問題導向策略，設計了一次富有啟發(fā)性的項目化學習活動。教師并未直接講授細胞呼吸的復雜機制，而是提出了一個貼近生活的問題：“為什么運動員在劇烈運動后需要及時補充能量飲料？”這個問題激發(fā)了學生強烈的探究欲望。學生主動查閱資料、設計實驗，通過小組合作學習，逐步歸納出細胞呼吸過程中能量的釋放與利用機制。他們通過模擬實驗觀察不同條件下細胞呼吸產物的變化，深刻理解了細胞呼吸與能量供應的密切關系。在探究過程中，學生學會了運用科學思維分析與解決實際問題，掌握了歸納與概括新知的方法，將細胞呼吸原理與實際應用相融合，構建了系統(tǒng)的知識體系。通過制作PPT、撰寫實驗報告等成果展示形式，學生不僅提升了科學素養(yǎng)，也鍛煉了表達能力與團隊合作能力。

（二）學科融合：啟迪批判與創(chuàng)新

作為項目化學習的重要策略，學科融合策略能拓寬學生的知識視野，激發(fā)學生的批判性思維。這一策略鼓勵學生跨越學科界限，整合不同領域的知識和方法，為學生解決復雜問題提供了新視角與思路。

例如，在教授“基因工程”相關內容時，筆者將生物學知識與信息技術相結合，設計了名為“基因編輯技術——CRISPR-Cas9的信息化應用”的項目，引導學生深入理解基因編輯的原理與技術流程，鼓勵他們利用數據庫檢索、編程分析等信息技術手段，探究CRISPR-Cas9在疾病治療、作物改良等領域的應用前景。在項目實施過程中，學生需要掌握基因編輯的生物學基礎知識，熟練運用信息檢索、數據分析等信息技術技能，協(xié)作搜集關于CRISPR-Cas9的最新研究成果，并利用編程軟件對數據進行深入分析。在此過程中，學生提升了從海量信息中篩選有價值內容的能力，其批判性思維和獨立思考能力也得到顯著鍛煉。他們開始評估研究的可靠性，提出獨立見解與改進建議，甚至設計新的實驗方案來驗證自己的想法。該項目實踐深化了學生對基因工程知識的理解，同時在學科融合的背景下有效激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維。

（三）構建模型：深化演繹與推理

在項目化學習中，作為一種直觀高效的方法，模型構建有助于學生將抽象科學概念轉化為具體可操作的形式，鍛煉演繹與推理能力。這一策略可促進學生科學思維的發(fā)展，為他們提供寶貴的實踐探索機會，使他們在動手操作中領悟科學真諦。

例如，在教授“遺傳規(guī)律”時，教師設計了“模擬孟德爾遺傳實驗”項目。項目中，教師沒有直接講授遺傳規(guī)律，而是引導學生利用紙板、卡片等材料，動手構建模擬遺傳過程的物理模型。學生制作代表不同等位基因的卡片，通過模擬配子形成和后代產生過程，探究遺傳因子分離與組合規(guī)律。在項目實施過程中，學生既要理解遺傳規(guī)律的基本概念，又要運用演繹與推理方法預測和解釋模擬實驗中出現的遺傳現象。他們通過反復實驗、觀察，不斷調整優(yōu)化模型，力求更準確地反映遺傳規(guī)律的本質。這一過程有效鍛煉了學生的動手能力，同時通過模型構建深化了其對遺傳規(guī)律的理解。學生開始思考遺傳規(guī)律在生物進化、物種多樣性等方面的應用，甚至提出富有創(chuàng)意的假設與猜想，為自身科學思維的發(fā)展插上了翅膀。

結語

核心素養(yǎng)視域下的高中生物項目化學習，不僅能使學生深刻理解生物科學知識，還能有效提升其科學探究能力。未來，教師應進一步探索更多有效的項目化學習策略，開發(fā)豐富多樣的學習資源，以促進學生綜合素質的全面提升。本文的探討旨在為高中生物教師提供經驗，激勵更多教師積極投身項目化學習教學實踐，共同推動高中生物教育的發(fā)展。

[參考文獻]

[1］陳霞，劉高輝，劉愛周，等.高中生物學科核心素養(yǎng)教學目標設計的應然、偏離和矯正[J].教學與管理，2024（22）：57-61.

[2］陶維軍.基于研學旅行的高中生物真實性學習路徑探究［J].教學與管理，2024（16）：57-61.